Квантово-хімічний аналіз реакцій утворення комплексів Со2+

Autor: Vargalyuk, Viktor F., Borshchevich, Andrey O., Borshchevich, Larisa V., Seredyuk, Vladimir O.
Jazyk: ruština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Journal of Chemistry and Technologies; Том 25, № 1 (2017): Bulletin of Dnipropetrovsk University. Series Chemistry; 15-20
Journal of Chemistry and Technologies; Том 25, № 1 (2017): Вестник Днепропетровского университета. Серия химия; 15-20
Journal of Chemistry and Technologies; Том 25, № 1 (2017): Вісник Дніпропетровського університету. Серія хімія; 15-20
Vìsnik Dnìpropetrovsʹkogo Unìversitetu: Serìâ Hìmìâ, Vol 25, Iss 1, Pp 15-20 (2017)
Bulletin of Dnipropetrovsk University. Series Chemistry; Vol 25, No 1 (2017): Bulletin of Dnipropetrovsk University. Series Chemistry; 15-20
Вестник Днепропетровского университета. Серия химия; Vol 25, No 1 (2017): Вестник Днепропетровского университета. Серия химия; 15-20
Вісник Дніпропетровського університету. Серія хімія; Vol 25, No 1 (2017): Вісник Дніпропетровського університету. Серія хімія; 15-20
ISSN: 2306-871X
2313-4984
DOI: 10.15421/08172501
Popis: Based on the analysis of quantum chemical calculations results (GAMESS, density functional theory, B3LYP method) as to coordination compounds of Co2+ions with H2O, NH3, OH–, F–, Cl–, Br–, I–, CN–, Ac–, Ak– generally given by [Co(H2O)6–nLn]2+nx, it has been demonstrated that within the selected series of ligands, there is no correlation between the amount of energy of monosubstituted cobalt aqua complexes formation(∆Е) and pK1,just like between the effective nuclear charge of the central atom (z*Со) and pK1. According to the behavior of ∆Е and z*Со,we identified two groups of ligands. The first group (OH–, F–, Ac–, Ak–, CN–, NH3) demonstrates logical ∆Е decrease caused by the growth of z*Со. On the contrary, the second group (Cl–, Br–, I–) demonstrates ∆Е increase caused by the growth of z*Со. This phenomenon is explained by the change in electronegativity and polarizability of donor atoms in groups and periods of the periodic table. It is established that linear correlations given by lgK = A + B·z*Со can be actualized only for complexes having ligands with similar donor atoms. Referring to the literature on stepwise complex formation of hydroxide, amine and chloride cobalt complexes in combination with z*Со calculations results, we determined A and B constants of lgK, z*Со-correlations for the atoms of oxygen (30.2, –17.7); nitrogen (125.4, –69.9) and chlorine (–6.3, 5.8). The existence of the detected correlation series enables us to lean on lgK,z*М–dependence parameters for the fixed donor atom and to determine Kn values for various complexes with complex-based ligands using calculations and z*М data. This applies to complexes having central atoms of the same nature as well as simple monodentate ligands. The mentioned approach was used to calculate the stability constants for acrylate cobalt complexes (lgK1 = 1.2 и lgК2 = 4.3), which are not covered in literature.
На основании анализа результатов квантово-химических расчетов (с использованием программного пакета GAMESS методом функционала плотности в версии B3LYP) комплексных соединений ионов Со2+ с Н2О, NH3, OH–, F–, Cl–, Br–, I–, Ас–, CN–, Ak– общего вида [Co(H2O)6–nLn]2+nx показано, что результат взаимодействия их структурных слагаемых синхронно отражается на величинах эффективного заряда центрального атома (z*Co) и на величинах констант устойчивости комплексов. Это обуславливает существование линейных корреляционных зависимостей lgK = A + B×z*Co, параметры которых определяются природой донорных атомов лигандов. Найдены константы А и В для хлора (–6.1, 5.8), азота (125.4, –69.9) и кислорода (30.2, –17.7). Вычислены константы устойчивости комплексов Со2+ с акрилат-ионами, сведения по которым в литературе отсутствуют: lgK1 = 1.2 и lgК2 = 4.3.
На підставі аналізу результатів квантово-хімічних розрахунків (з використанням програмного пакету GAMESS методом функціоналу густини у версії B3LYP) комплексних сполук іонів Со2+ з Н2О, NH3, OH–, F–, Cl–, Br–, I–, Ас–, CN–, Ak– загального виду [Co(H2O)6–nLn]2+nx показано, що результат взаємодії їх структурних складових синхронно відображається на величинах ефективного заряду центрального атома (z*Co) і на величинах констант стійкості комплексів. Це зумовлює існування лінійних кореляційних залежностей lgK = A + B×z*Co, параметри яких визначаються природою донорних атомів лігандів. Знайдені константи А та В для Хлору (–6.3, 5.8), Нітрогену (125.4, –69.9) й Оксигену (30.2, –17.7). Обчислені константи стійкості комплексів Со2+ з акрилат-іонами, відомості про які відсутні в літературі: lgK1 = 1.2 и lgК2 = 4.3.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: